本文關鍵詞：薄曲面鈦合金緣條的熱處理保形工裝研究

  更多相關文章： 鈦合金 熱處理 工藝參數(shù) 熱校形 有限元分析 裝夾布局

【摘要】：熱處理保形工裝是保持和提高薄曲面鈦合金緣條外形輪廓精度的關鍵技術裝備,然而現(xiàn)有航空鈦合金緣條熱處理的保形工裝存在保形和校形能力不足的問題,為此本文借助理論分析、試驗與有限元分析等方法,分析了工藝參數(shù)、熱處理工裝結構、裝夾布局等方面對鈦合金緣條熱處理變形的影響,提出了優(yōu)化的工裝設計方案并通過局部件退火熱處理試驗進行了驗證。論文主要研究工作如下:(1)基于熱脹系數(shù)、耐高溫性能和制造經(jīng)濟性等因素對熱處理工裝材料進行了初步篩選,同時分析了零件自由狀態(tài)、半約束狀態(tài)和完全約束狀態(tài)下工件-夾具的受力狀況,指出1Cr18Ni9Ti熱脹系數(shù)高于Ti6Al4V所帶來的熱脹拉伸有利于零件殘余應力消除和熱塑校形。(2)開展了Ti6Al4V薄壁件吊掛、側放以及夾具夾持平放三種不同約束狀態(tài)的熱處理試驗,確定了最佳的約束狀態(tài),同時進行了Ti6Al4V薄壁件熱校形試驗,研究了退火溫度、升溫及降溫速率、保溫時間等對薄壁件熱校形效果的影響,結合退火溫度對鈦合金力學性能的影響,制定了薄曲面鈦合金緣條熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化方案。(3)設計了斜楔和螺栓結構工裝加載裝置,進行了工件-夾具系統(tǒng)的熱力耦合有限元分析,指出均布載荷可能導致零件中段發(fā)生局部集中變形,并據(jù)此開展了裝夾布局和載荷優(yōu)化設計,完成了基于T型縮比件的熱處理仿真與試驗對比。(4)基于新工裝結構和工藝參數(shù)開展了Ti6Al4V鈦合金緣條局部件退火熱處理試驗,試驗后局部件外形更貼合工裝外形,有效控制了機加工后殘留的變形量,驗證了優(yōu)化的熱處理工藝參數(shù)及裝夾布局方案的合理性。
【關鍵詞】：鈦合金 熱處理 工藝參數(shù) 熱校形 有限元分析 裝夾布局
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG166.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 鈦合金及其熱處理研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 鈦合金的分類12
• 1.2.2 鈦合金的熱處理12-14
• 1.2.3 鈦合金退火熱處理工藝分類14
• 1.3 薄曲面零件工裝裝夾研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 薄曲面零件夾具結構設計國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 薄曲面零件工裝裝夾方案優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究工作16-19
• 1.4.1 研究目標16
• 1.4.2 研究思路16-17
• 1.4.3 研究內(nèi)容17-19
• 第二章 熱處理工裝材料的優(yōu)選19-25
• 2.1 基于熱物理性能的工裝材料篩選19-20
• 2.1.1 基于耐高溫性能的工裝材料分析19-20
• 2.1.2 基于熱膨脹系數(shù)的工裝材料分析20
• 2.2 基于制造經(jīng)濟性的工裝材料分析20-21
• 2.3 熱處理過程中零件受力分析21-24
• 2.3.1 自由狀態(tài)下熱處理過程中受力分析21-22
• 2.3.2 完全夾緊狀態(tài)下熱處理過程中受力分析22-23
• 2.3.3 半夾緊狀態(tài)下熱處理過程受力分析23-24
• 2.4 工裝材料 1Cr18Ni9Ti性能分析24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 Ti6Al4V鈦合金零件熱處理工藝參數(shù)設計25-35
• 3.1 不同約束狀態(tài)對Ti6Al4V鈦合金薄壁件退火變形的影響25-28
• 3.1.1 試驗條件25-27
• 3.1.2 試驗方案27-28
• 3.1.3 試驗結果分析28
• 3.2 熱處理工藝參數(shù)對Ti6Al4V鈦合金薄壁件熱校形的影響28-33
• 3.2.1 薄壁件熱處理工裝結構設計29
• 3.2.2 試驗方案29-30
• 3.2.3 試驗結果分析30-33
• 3.3 熱處理工藝參數(shù)的優(yōu)選33-34
• 3.4 本章小結34-35
• 第四章 Ti6Al4V鈦合金零件熱處理工裝設計35-48
• 4.1 基于結構力學的工裝加載結構設計35-38
• 4.1.1 斜楔加載結構的力學分析35-36
• 4.1.2 螺栓加載結構的力學分析36-38
• 4.2 基于熱力耦合仿真的工裝結構設計38-43
• 4.2.1 熱處理過程熱彈塑性理論38-40
• 4.2.2 仿真模型的簡化與建立40-42
• 4.2.3 縮比件退火仿真結果與分析42-43
• 4.3 裝夾布局與裝夾分布載荷大小的優(yōu)化設計43-47
• 4.3.1 裝夾載荷大小的設計43-44
• 4.3.2 緣條零件裝夾分布優(yōu)化設計44-46
• 4.3.3 裝夾方案優(yōu)化設計結果的仿真驗證46-47
• 4.4 本章小結47-48
• 第五章 薄曲面鈦合金緣條熱處理保形方案試驗驗證48-57
• 5.1 縮比件試驗驗證48-49
• 5.2 鈦合金緣條局部件試驗驗證49-56
• 5.2.1 鈦合金緣條局部件及其工裝設計與制作49-50
• 5.2.2 局部件熱處理試驗50
• 5.2.3 局部件熱處理試驗變形結果分析50-56
• 5.3 鈦合金緣條實際零件工裝設計建議56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 總結與展望57-59
• 6.1 總結57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻59-62
• 致謝62-63
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1009364